工程技术学院 10级采矿工程一班 王文林 指导老师：孟爱国
露天矿潜孔钻机选型
设计说明书
设计课题: 露天矿潜孔钻机选型设计 专业班级: 10级采矿工程(1)班 学生姓名: 王文林2010171105 指导教师: 孟爱国 学生成绩:
工程技术学院
2019年9月1日
工程技术学院 10级采矿工程一班 王文林 指导老师：孟爱国
露天采矿钻机设备选型
已知条件：
1.南露天煤矿2013年全年生产1780万吨，煤的密度=1.48g/cm3 ，硬度f≥5。
2.年剥离废岩8400万m3，岩的综合硬度f=6~8。容重??2.1kgm3 3.全年爆破煤的孔径：150mm，岩石孔径262mm。 4.正常作业天数300天，以三班循环作业；
要求
1.分别计算两种孔径的台班效率，m/台班； 2.计算所需钻机的数量（四舍五入）；
3.通过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表）；
1.钻具的选择
潜孔钻机的钻具包括钻头、冲击器和钻杆。钻杆的两端有联接螺纹，一端与回转供风机构相联接，另一端联接冲击器。冲击器的前端安装钻头。钻孔时，回转供风机构带动钻具回转并向中空钻杆供给压气，冲击器冲击钻头进行凿岩，压气将岩碴排出孔外，推进机构将回转供风机构和钻具不断地向前推进。 1.1 钻头
原则：合理的钻头能够获得较高的钻进速度和合适的钻孔成本。
1.1.1 坚硬岩石凿岩比功较大，每个柱齿和钻头体都承受较大的载荷，要求钻头体和柱齿具有较高的强度，因此，钻头的排粉槽个数不宜过多，一般选双翼型钻头，排粉槽的尺寸也不宜过大，以免降低钻头体的强度。
1.1.2 在可钻性比较好的软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣量较大，这就要求钻头就有较强的排渣能力，最好选用三翼型或四翼型钻头，合金齿可选用弹齿或楔齿。
1.1.3 在节理比较发育的破碎带中钻进时，为减少偏斜，最好选用导向性较好的中间凹陷型或中间凸出型钻头。
1.1.4 在含粘土的岩石中凿岩时，中间排渣孔常常被堵死，最好选用侧排渣钻头。
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1.1.5 在韧性比较好的岩石中钻孔时，最好选用楔形齿钻头。 1.2 冲击器
冲击器是潜孔钻机的心脏部件，它的质量优劣，直接影响着钻孔速度和钻孔成本。对冲击器的基本要求是：性能参数好，钻孔效率高：结构简单，便于制造、使用和维修；零部件工作可靠，使用寿命长：能在各种岩层，如含水层里正常工作。
1.2.1 根据工作气压的压力等级合理选择相应等级的冲击器。 1.2.2 根据钻孔直径选择相应型号冲击器。 1.2.3 根据岩石坚固性选择相应冲击器。 1.3 钻杆选取的要求
钻杆承受着冲击振动、扭矩及轴压力等复杂载荷的作用，并且由孔壁和钻杆之间排出的岩碴对其表面产生喷砂性的磨蚀作用。因此，要求钻杆有足够的强度、刚度和冲击韧性。钻杆一般采用中空厚壁无缝钢管。露天潜孔钻机一般只有二根钻杆，接杆可钻15～18m深的孔。
钻杆直径的大小，应满足排碴的要求。由于供风量是一定的，排出岩碴的回风速度就取决于孔壁与钻杆之间的环形断面积的大小。对于一定直径的钻孔，钻杆外径越大，回风速度越大。一般要求回风速度为25～35m/s.。 1.3.1钻杆应有足够的强度、刚度和冲击韧性。
1.3.2钻杆直径的大小，应满足排碴的要求。环形截面的环形宽度，一般取10—25㎜。
2.潜孔钻机主要性能参数
2.1确定钻煤潜孔钻机的主要性能参数 2.1.1钻具钻速n n?(65000.78~0.9565000.78~0.95)?()?18.91~35.89r/min D150 式中 D --- 钻孔直径，㎜。 2.1.2钻具钻矩M
D21502?1??2647.06N?m M?km8.58.5
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式中
km--- 力矩系数，0.8~1.2，一般取1。
D --- 钻孔直径，mm。
2.1.3轴压力PH
P?(25~30)Df?30?15?8?3600N
式中 D---钻孔直径，cm
f---岩石坚固性系数,取f=8。
2.1.4排渣风量Q
v?4.7b??4.7?15?10?3?1.48?103?22.14m/s 式中 b --- 岩渣的最大粒度，取15mm ρ --- 岩石密度，1.48?103kg/m
60?k(D2?d2)v60?3.14(1502?1332)?22.14??6.02m3/min Q?664?104?10式中 k --- 考虑漏风系数，取k=1.2
d --- 钻杆外径，mm 查表1-2，查得d=133mm v --- 岩渣的悬浮速度，m/s。
根据钻孔直径及以上所需满足的参数要求选KQGY—150为钻煤潜孔钻机,该机主要技术参数见表1-1
表1-1 KQGY150露天高风压潜孔钻机技术特征
钻孔直径(mm) 钻孔深度(m) 钻孔角度 适应岩种 钻机转速(r/min) 回转扭矩(N/m) 一次推进行程(kg) 推进轴压(kg) 除尘方式 行走方式 钻杆外径（mm） Φ152-Φ185 17.5 向下于地面成75°、90° 各种岩石 24.9、33.2、49.8 2400/2316/2060 9 0-5000 湿式(自带)、干式(另配FC20) 电动履带自行 133 行走速度(km/h) 单机爬坡能力 电机总容量(kw) 外形尺寸(mm) 工作状态 运输状态 1 14° 58.5 6440×3125×12900 12000×3125×38865 1.05-2.46 17.5 380 DHD355K 16 英格索兰技术 使用压力(Mpa) 耗气量(m3/min) 供电电压(V) 配用冲击器 总重量(t) 生产厂家 2.2钻岩的潜孔钻机的工作参数 2.2.1钻具钻速n n?(65000.78~0.9565000.78~0.95)?()?12.24~21.13r/min D262第 3 页 共 14页
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式中 D --- 钻孔直径，㎜。 2.2.2钻具钻矩M
D22622?1??8075.76N?m M?km8.58.5式中
km--- 力矩系数，0.8~1.2，一般取1。
D --- 钻孔直径，mm。
2.2.3轴压力PH
P?(25~30)Df?30?26.2?8?6288N
式中 D---钻孔直径，cm
f---岩石坚固性系数,取f=8。
2.2.4排渣风量Q
v?4.7b??4.7?15?10?3?1.48?103?22.14m/s 式中 b --- 岩渣的最大粒度，取15mm ρ --- 岩石密度，1.48?103kg/m
60?k(D2?d2)v60?3.14(2622?2192)?22.14??25.88m3/min Q?664?104?10式中 k --- 考虑漏风系数，取k=1.2
d --- 钻杆外径，mm。查表1-2，查得d=219mm v --- 岩渣的悬浮速度，m/s,
根据钻孔直径及以上所需满足的参数要求选KQ—250为钻煤潜孔钻机,该机主要技术参数见表1-2
表1-2 KQ-250露天高风压潜孔钻机技术特征
钻孔直径(mm) 钻孔深度(m) 钻孔角度 适应岩种 钻机转速(r/min) 回转扭矩(N/m) 一次推进行程(m) 推进轴压(kg) 除尘方式 行走方式 钻杆外径（mm） Φ230-Φ250 16 向下于地面成90° 各种岩石 22.3 9427.6 8.5 0-9400 湿式(自带)、干式(另配FC20) 电动履带自行 219 行走速度(km/h) 单机爬坡能力 电机总容量(kw) 外形尺寸(mm) 运输状态 1 10° 397.5 20445×5930×51200 0.49～0.69 25～30 380 DHD380 45 宣化风动机械厂 5930×21330 工作状态 10200× 使用压力(Mpa) 耗气量(m3/min) 供电电压(V) 配用冲击器 总重量(t) 生产厂家
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露天矿潜孔钻机选型设计（模板作业） - 图文
